SM4（商用密码算法）是中国国家密码算法标准之一，广泛用于对称加密。PHP 默认没有内建支持 SM4 加密，但可以使用 扩展库 或 手动实现 来进行加密。

以下是几种不同的方式来实现 SM4 加密 在 PHP 中的应用。

一、使用 SM4 加密库 (推荐方式)

1. 安装 sm4 扩展

在 PHP 中，最简单的方式是使用现成的 SM4 加密库。可以使用 php-sm4 这个扩展，它为 PHP 提供了对 SM4 加密算法的支持。

你可以通过 Composer 安装它：

composer require "sm4/sm4"

安装完成后，可以通过以下代码实现 SM4 加密和解密：

2. 使用 php-sm4 库示例

<?php

require 'vendor/autoload.php';

use Sm4\Sm4;

$key = "1234567890abcdef";  // 128 位密钥，16 字节
$plaintext = "Hello, SM4 Encryption!";

// SM4 加密
$sm4 = new Sm4();
$ciphertext = $sm4->encrypt($plaintext, $key);
echo "Ciphertext (Base64): " . base64_encode($ciphertext) . "\n";

// SM4 解密
$decrypted = $sm4->decrypt($ciphertext, $key);
echo "Decrypted text: " . $decrypted . "\n";

二、手动实现 SM4 加密

如果不想依赖第三方库，可以参考 SM4 的算法规范 来手动实现。不过，这样会比较繁琐，需要按照 SM4 标准进行详细编码。

1. SM4 算法简述

  • SM4 使用 128 位（16 字节）密钥，分组大小为 128 位（16 字节）。
  • SM4 加密过程分为多个轮次，每轮的密钥通过 扩展算法 得到。

2. SM4 加密过程

  • 密钥扩展：将 128 位的密钥通过特定的算法转换为多个子密钥。
  • 加密过程：每个数据块与轮子密钥进行运算，逐步加密。

3. 基于 PHP 手动实现的 SM4 加密示例

<?php

class SM4 {
    // SM4 相关常量和 S 盒表
    private static $SBox = [
        // S-box 表
    ];

    private static $FK = [0xA3B1BAC6, 0x56AA3350, 0x677D9197, 0xB27022DC];  // 固定常量
    private static $CK = [
        // 常量 Ck
    ];

    public static function encrypt($data, $key) {
        // 数据填充
        $data = self::pad($data);
        
        // 密钥扩展
        $roundKeys = self::keyExpansion($key);
        
        // 初始状态
        $state = self::convertToState($data);
        
        // 轮次加密
        for ($i = 0; $i < 32; $i++) {
            $state = self::roundFunction($state, $roundKeys[$i]);
        }

        return self::convertToString($state);
    }

    // 补全数据到 16 字节
    private static function pad($data) {
        $len = strlen($data);
        $padLen = 16 - ($len % 16);
        return $data . str_repeat(chr($padLen), $padLen);
    }

    // 密钥扩展
    private static function keyExpansion($key) {
        // 将密钥通过特定算法进行扩展，得到每轮的密钥
        // 这里只是示意，具体算法需要根据 SM4 标准来扩展
        return [];
    }

    // SM4 轮次加密
    private static function roundFunction($state, $roundKey) {
        // 轮函数
        return $state;  // 这里只是一个占位
    }

    // 将数据转换为状态矩阵
    private static function convertToState($data) {
        // 该方法将 128 位的数据转换为 32 位状态
        return [];
    }

    // 将状态矩阵转换回字符串
    private static function convertToString($state) {
        // 将状态矩阵转换回字符串
        return '';
    }
}

$key = "1234567890abcdef";  // 密钥
$data = "Hello, SM4";

// 加密
$encrypted = SM4::encrypt($data, $key);
echo "Encrypted Data: " . bin2hex($encrypted) . "\n";

注意：手动实现 SM4 加密需要完全按照标准进行，涉及密钥扩展、轮函数实现、以及 S 盒、P 置换等复杂操作，推荐使用现有的库来实现，避免错误。

三、使用 mcrypt 扩展（不推荐）

虽然 PHP 的 mcrypt 扩展已经废弃，但它仍然支持一些常见的加密算法（包括 SM4）。不过，在 PHP 7.1 及以后的版本中不再推荐使用此扩展。

四、推荐使用 openssl（如果兼容）

目前 PHP 本身没有直接支持 SM4 算法的扩展，但如果你需要进行高级的加密操作（如 SM2、SM3、SM4），可以参考 OpenSSL 等专业的加密工具和库。

在实际使用中，php-sm4 库的使用更为简单和高效。

五、总结

  • 推荐使用现有的库，如 php-sm4，来实现 SM4 加密。
  • 如果要手动实现，必须完全按照 SM4 算法规范进行，但实现起来比较复杂。
  • 加密密钥和数据的处理非常重要，要确保密钥的安全存储和数据的正确填充。